Roboter und 3D-Drucker als Bauassistenten der Zukunft

Auf dem Areal der Empa und Eawag in Dübendorf arbeitet die ETH Zürich am weltweit ersten Haus, das mit digitalen Prozessen entworfen, geplant und gebaut wird. Teile für das sogenannte «DFAB HOUSE» stellen weitgehend Roboter und 3D-Drucker her.

» Von lp, sda, 03.07.2017 10:49.

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Roboter, die elegant geschwungene Mauern bauen, und 3D-Drucker, die komplex geformte Geschossdecken produzieren. Die Architektur ist im Umbruch dank neuer Bautechnologien. Einige von ihnen erprobt die ETH Zürich gerade in Dübendorf.

Der «In situ Fabricator» arbeitet sich Schritt für Schritt einen vertikalen Stahlstab entlang nach oben. Der Roboter platziert eine Querstrebe, schneidet sie passend ab und verschweisst sie. So «webt» er ein Stahlgitter. Zwei davon, in wenigen Zentimetern voneinander entfernt, schwingen elegant durch den nur mit Plastikplanen und Gerüsten abgeschirmten Raum am NEST im Dübendorf, einer Plattform der Forschungsanstalten Empa und Eawag, auf der neue Bautechnologien erprobt werden.

 

Die beiden Stahlgitter bilden gleichzeitig Schalung und Bewehrung für eine tragende Betonwand, das erste Element des «DFAB HOUSE», das acht ETH-Professuren gemeinsam mit Wirtschaftspartnern am NEST bauen. Es soll das erste Haus werden, dass nicht nur digital entworfen und geplant, sondern auch weitgehend mit einer Kombination verschiedener digitaler Technologien gebaut wird. Wenn es im Sommer 2018 bezugsfertig ist, wird es drei Stockwerke haben.

«Spaghetti and Meatballs»

Das geradezu kunstvolle Stahlgitter wird demnächst hinter Beton verschwinden, wenn die Wand gegossen wird: Der Beton wird dafür von oben zwischen die beiden Gitter gefüllt. Eine Schwierigkeit bei der Entwicklung dieser «Mesh Mould»-Technologie war, dass die ETH-Forschenden dafür genau die richtige Mischung des Materials finden mussten: Flüssig genug, dass es keine Hohlräume im Beton gibt, aber auch dickflüssig genug, dass er nicht zu sehr durch das Gitter austritt und aussen herunterläuft.

Eine der gut funktionierenden Mischungen haben die Wissenschaftler «Spaghetti and Meatballs» getauft, erzählt Norman Hack von der ETH an einem Medienanlass in Dübendorf: Der Beton selbst ist relativ dünnflüssig, enthält aber Fasern, die den Beton klumpiger machen. «Etwa fünf Prozent des Betons tritt aus, aber das können wir direkt wieder oben einfüllen, so dass praktisch nichts verloren geht», erklärt Hack auf die Frage der Nachrichtenagentur sda. Abschliessend wird noch eine Schicht Beton aussen auf die Wand aufgesprüht und von Hand glattgestrichen.

Noch braucht die Technologie viel menschliche Handarbeit: Die vertikalen Streben, die eine Dimension des Gitters bilden, müssen noch per Hand in die Halterung des Roboters und ein Loch in der vorgefertigten Basis am Boden gefädelt werden. Auch das Einfüllen, Besprühen und Verspachteln ist noch manuell. Schritte, die die Forschenden in Zukunft jedoch ebenfalls zu roboterisieren hoffen, was statt glatter Wände noch neue Gestaltungsmöglichkeiten eröffnen könnte.

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